Vertebratenentwicklung - Das Studium der Segmentierungsuhr
Muskeln und Knochen entwickeln sich aus aufeinanderfolgenden Somiten. Die Segmentierungsuhr ermöglicht es, dass die Ausdehnung des Embryos und die sukzessive Bildung von Somiten parallel stattfinden können. Man nimmt an, dass die Segmentierungsuhr das rhythmische Timing und den Abstand der Somiten entlang der Wirbelkörperachse bestimmt. Das EU-geförderte Projekt SEGCLOCKDYN (Collective and cell-autonomous dynamics of the genetic oscillators of the segmentation clock in zebrafish somitogenesis) Projekt untersuchte die Somitenentwicklung im Modellorganismus des Zebrafisches. Die Projektforscher identifizierten mutante Zebrabärblinge mit Veränderungen im Rhythmus der Uhr. Messungen ergaben, dass die Somitenlänge entsprechend der Taktdauer variiert. Die Ausweitung der Untersuchungen zur Taktdynamik umfasste eine Reihe von Technik an transgenen Zebrabärblingen, um die Schwingungen der einzelnen Zellen zu betrachten. Die Zellen synchronisierten mit ihren Nachbarn und verlangsamten ihre Schwingungen, wenn sie sich auf die Bildung weiterer Somiten vorbereiteten. Darüber hinaus regulierten Veränderungen an Genexpressionswellen den Takt der Somitogenese. Mathematische Simulation und analytische physikalische Theorie wurden auf die Daten angewendet, um sowohl die morphologische Dynamik als auch mikroskopische biochemische Mechanismen zu beschreiben. Dies half den Forschern, neue Erkenntnisse auf verschiedenen Entwicklungsstufen zu prognostizieren. Die Gewebestrukturierung und letztendlich ihre organisierte Entwicklung wird durch die Höhe der Spannung in einzelnen Zellen und in großen Gruppen von Zellen bestimmt. Dies wird durch ein genetisch kodiertes Programm diktiert. Die Ergebnisse von SEGCLOCKDYN erhöhten die Möglichkeit, dass genetische Oszillationen weit verbreitet für Strukturierung, Differenzierung und Entwicklung von Embryonen verwendet werden können.
Schlüsselbegriffe
Vertebratenentwicklung, Segmentierung, Somiten, genetischer Oszillator, Gewebemuster
